路堑边坡开挖稳定性及其控制技术研究

摘要

在我国山区公路的建设中,路堑边坡的施工往往采用爆破开挖的方法,而开挖过程中的路堑边坡稳定问题是一个亟待解决的重要问题。爆破振动作用很可能诱发边坡体的崩塌、滑坡甚至泥石流等灾害,导致严重的后果。而当前国内外对岩质路堑边坡动力响应规律研究较少,因此,研究出爆炸荷载下岩质路堑边坡的动力反应规律,探索爆破振动对边坡稳定性的影响,具有重要的实际意义。
　　 本文结合八达岭过境线路基工程爆破开挖(全挖路堑、半挖路堑)施工,在爆破振动监测的基础上,利用有限元软件建立了路堑开挖的动力数值分析模型,对路堑边坡在爆破荷载作用下的动力响应规律和稳定性进行了分析和研究,得到了一些初步的规律。本文的主要成果如下:
　　 在探讨了爆破地震波传播机理和岩质路堑边坡动力响应的基础上,分析了公路建设过程中路堑石方爆破对路堑边坡稳定性的影响以及边坡的可能破坏方式;利用路堑岩质边坡爆破振动现场监测成果,研究分析了爆破地震波的传播规律;建立现实边坡爆破动力数值模型,通过对数值模拟的分析,研究探讨了路堑边坡的稳定性问题;最后,本文在充分研究分析几种爆破控制技术的基础上,结合具体工程应用,说明合理选用边坡爆破控制技术,优化爆破方案,可以有效降低爆破振动对边坡稳定的影响。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 边坡稳定性的研究历史和现状

1.2.1 边坡破坏机理和稳定性评价方法

1.2.2 边坡动力响应特性研究

1.2.3 岩质边坡动力稳定性研究现状

1.3 存在的问题和不足

1.4 论文研究主要内容和研究思路

第2章 路堑边坡破坏形式及其稳定性分析

2.1 边坡稳定性的影响因素

2.1.1 地质因素

2.1.2 边坡工程因素

2.2 边坡失稳破坏机理与破坏类型

2.2.1 路堑边坡爆破开挖失稳破坏机理

2.2.2 路堑边坡病害基本类型

2.3 边坡稳定性分析方法

2.3.1 路堑边坡稳定性的定性分析

2.3.2 路堑边坡稳定性的定量分析

2.4 小结

第3章 岩质边坡动力特性研究

3.1 爆破震动效应研究

3.1.1 爆破地震波及其分类

3.1.2 爆破地震波的特性

3.1.3 爆破地震波的传播机理

3.2 爆破振动对边坡稳定性影响

3.3 边坡爆破震动安全控制

3.4 小结

第4章 爆破震动监测与分析

4.1 工程概况

4.2 工程地质条件

4.2.1 地形与地貌

4.2.2 地层岩性

4.2.3 地质构造

4.1.3 水文地质

4.3 爆破开挖方案

4.4 测试方案

4.4.1 试验与监测仪器

4.4.2 测点布置

4.5 爆破震动数据分析

4.5.1 爆破振动监测波形

4.5.2 振动速度衰减规律分析

4.5.3 振动波频谱分析

4.5 小结

第5章 路堑爆破开挖动力分析

5.1 动力分析原理

5.1.1 振型叠加法

5.1.2 直接积分法

5.2 模型建立与参数选取

5.2.1 数值计算模型

5.2.2 参数的选择及力学模型

5.2.3 边界约束条件选择

5.2.4 爆破荷载的确定

5.3 计算结果分析

5.3.1 全挖路堑

5.3.2 半挖路堑

5.4 小结

第6章 路堑边坡控制爆破研究

6.1 边坡控制爆破方法

6.1.1 光面爆破

6.1.2 预裂爆破

6.1.3 缓冲爆破

6.2 多边界条件下路堑石方控制爆破

6.2.1 水平边界条件药量计算

6.2.2 多边界条件药量计算

6.3 路堑边坡控制爆破应用研究

6.3.1 工程应用(一)

6.3.2 工程应用(二)

6.4 小结

第7章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

发表的论文

参加的科研项目

致谢